POLARIMETER I. Tujuan Instruksional Umum Setelah mengikuti praktikum
ini mahasiswa akan mampu
menggunakan
polarimeter untuk mengukur polarisasi suatu cahaya
II. Tujuan Praktikum 1. Memahami teori dan rumus yang berhubungan dengan praktikum polarimeter 2. Mengetahui nama dan kegunaan alat yang digunakan pada percobaan polarimeter 3. Menghitung daya putar spesifik dari suatu larutan optik aktif
III. Alat-alat yang digunakan 1. Polarimeter 2. Sumber cahaya monokhromatis 3. Gelas ukur dan neraca 4. Gula dan aquades 5. Tabung pemutar
IV. Teori Ringkas Ditinjau dari segi sifat gelombangnya, cahaya dapat mengalami proses pembiasan dan polarisasi. Cahaya sebagai gelombang elektromagnet mempunyai dua komponen getar yang transversal terhadap arah geraknya. Secara umum suatu cahaya telah terpolarisasi (hanya punya satu komponen medan saja; misalnya E ) dapat dinyatakan sebagai: E Eox ( z ) cos t 1 xˆ Eoy ( z ) cos t 2 yˆ
43
dimana Eox(z) dan Eoy(z) masing-masing menyatakan komponen ke-x dan ke-y amplitudo gelombang terhadap osilasi waktu t dengan vektor satuan yang bersangkutan masingmasing x dan y. Dari persamaan di atas dapat menghasilkan persamaan polarisasi berikut:
2
Ex E y E 2 E x y cos sin 2 E E Eox Eoy ox oy 2
Dari persamaan di atas tampak akan ada tiga kemungkinan bentuk polarisasi cahaya yakni polarisasi linear, polarisasi melingkar, polarisasi eliptik.
Jika suatu berkas cahaya terpolarisasi linier melalui suatu larutan zat yang bersifat optik aktif ( misalnya larutan gula), maka bidang polarimeter berkas cahaya tersebut akar berputar dengan sudut tertentu. Besar sudut ini bergantung pada konsentrasi larutan, panjang gelombang sinar, panjang larutan itu sendiri dapat dihitung dengan rumus: = .l.k dengan = sudut putar larutan ; l = panjang tabung = daya putar spesifik k= konsentrasi larutan Untuk mengetahui besar sudut
dipergunakan suatu alat yang disebut
polarimeter yang pada dasarnya terdiri atas: polarimeter, lempeng 1/2 , analisator dan dilengkapi dengan tabung pemutar dengan panjang tertentu. Bila berkas cahaya terpolarisasi linear dilewatkan padanya, maka berkas cahaya terpoarisasi linear itu akan tetap sebagai berkas cahaya terpolarisasi linear dengan arah polarisasi cahaya keluar terbalik dibanding dengan arah polarisasi cahaya masuk. Pada perinsipnya cara kerja polarimeter dapat diterangkan sebagai berikut:
44
1 2
3
4
5
Gambar 1a Keterangan:
1. Polarimeter 2. Lempeng 3. Larutan 4. Analisator 5. Teropong
K
K
N’
M S’
L
N
L
K’ A’
L’
M
S
Gambar 1b
Berkas cahaya monokhromatis setelah melewati polarimeter, sebagian memasuki lempeng 1/2 dan sisanya diteruskan langsung ke tabung yang berisi larutan gula atau zat optik aktif lainnya. Karena lempeng yang digunakan adalah lempeng (1/2) maka bidang polarimeter (1) akan terputus sebagaimana Gambar diatas. Jika pada mulanya bidang polarisasi terdapat disebelah kiri sumbu dengan sudut , maka setelah keluar dari lempeng 1/2 . Jika pada mulanya bidang polarisasi terletak di sebelah kiri sumbu dengan sudut , maka setelah keluar dari lempeng
1/2 , bidang polarisasi ini akan
terletak di sebelah kanan sumbu optik dengan sudut yang sama. Karena berkas sinar (1) tidak ikut berputar maka sekarang terdapat dua berkas sinar dengan dua bidang
45
polarisasi yang terletak masing-masing di sebelah kanan membentuk sudut yang kecil. Jika analisator di putar-putar, maka
suatu kedudukan
pada teropong akan terlihat
setengah bagian gelap. Kalau putaran ini dilanjutkan maka pola gelap terang akan segera berganti, kalau tadinya bagian kanan yang terang berganti menjadi gelap. Kedudukan antara 2 posisi tersebut dimana intensitas dari 2 bagian sama dinamakan titik setimbang polarimeter. Selanjutnya jika ke dalam tabung pemutar dimasukkan larutan yang bersifat optik aktif, maka titik kesetimbangan tersebut agak bergeser. Untuk mendapatkan kedudukan setimbang lagi , maka analisator harus diputar. Besar sudut putar ini sama dengan besar sudut putar dari larutan yang diamati.
V. Tugas di rumah 1. Apa yang dimaksud dengan
terpolarisasi linier, terpolarisasi ellips dan
terpolarisasi lingkaran. Jelaskan masing-masing besar sudut putarnya. 1 2. Apa yang dimaksud dengan lempengan setengah lambda. dan lempeng 2
1 seperempat lambda. Terangkan jawaban anda 4
3. Bila
lempeng setengah lambda dimasukkan
diantara tabung pemutar dan
analisator. Dapatkah dilakukan pengamatan diatas. 4. Dapatkah digunakan cahaya putih untuk pengamatan pada percobaan ini terangkan jawab anda. 5. Apa yang dimaksud dengan optik?.
46
VI. Jalannya Praktikum 1. Buatlah larutan gula dengan konsentrasi k1, k2, k3, dan k4 . Perhatikan cara melarutkan gula, setelah gula larut semua, barulah ditambah dengan
pelarut
sampai volume yang ditentukan. 2. Cuci sebersih mungkin tabung pemutar. Isilah dengan aquades dan masukkan ke dalam polarimeter . Jagalah agar bagian luar tabung terutama pada kedua ujungnya tetap baik 3. Tentukan titik setimbang polarimeter dan catatlah kedudukan ini. Ulangi pengamatan ini sebanyak 10 kali 4. Kosongkan tabung pemutar dan gantilah isinya dengan larutan gula (konsentrasi k1 ) kemudian tabung ini dimasukkan ke dalam polarimeter. Setelah itu putarputarlah analisator sehingga kedudukan setimbang diperoleh kembali. Catatlah kedudukan ini dan ulangi 10 kali. 5. Ulangi 2-4
untuk larutan-larutan dengan konsentrasi lainnya. Jangan lupa
menanyakan panjang tabung pemutar pada asisten yang mendampingi anda.
Daftar Pustaka 1. Renreng, H.A.:Asas-asas Ilmu Alam Universitas Jilid II,
BKS-PTN Intim
(Lephas-Unhas), Makassar, 1985. 2. Tjia, M.O.: Gelombang, Edisi I, Dabara Publishers, Solo, 1994. 3. Halliday, D and Resnick, R,: Fisika Jilid I terjemahan oleh P. Silaban, Edisi.ke3, Erlangga, Jakarta, 1992. 4. Tim Pengajar Fisika, 2009, “Fisika Dasar II”, Fisika FMIPA UNHAS, Makassar.
47
LAPORAN
TUJUAN:
A. Tabel Pengamatan :
48
B.Pengolahan Data :
49
C. Kesimpulan :
50
